Si en alguna oportunidad tienes la fortuna de visitar Roma, verás cómo la cúpula del Panteón se alza imponente tras casi dos milenios de haberla construido. Y si llegas a los puertos del Mediterráneo, encontrarás pilares de concreto sumergidos en agua salada que desafían no solo el paso del tiempo, sino la lógica de la ingeniería moderna. Estas estructuras son testigos mudos de la superioridad de un material antiguo: el opus caementicium o concreto romano. Durante siglos, hemos atribuido su longevidad a la mística o la suerte, pero la ciencia moderna ha desentrañado sus secretos, revelando que no solo somos capaces de emularlo, sino de superarlo.
¿Por qué el concreto romano ha perdurado más de 2000 años, mientras que el moderno apenas alcanza un siglo? La llegada hace 200 años del cemento Portland y ahora la del concreto autoreparable, no representa solo un avance tecnológico; es la culminación de un diálogo entre el pasado y el futuro, donde la sabiduría antigua se fusiona con la nanotecnología para crear materiales que podrían triplicar la vida útil de nuestras infraestructuras, trascendiendo con creces la ya asombrosa durabilidad romana.
¿En qué difiere el Cemento Portland del Concreto romano?
La divergencia radical entre el cemento Portland moderno y el concreto romano no es de ingredientes, sino de filosofía química. Contrario a lo que pueda pensarse, el objetivo sigue siendo el mismo: perdurar en el tiempo con el mayor desgaste posible.
El Cemento Portland
Inventado en el siglo XIX, es el producto de la industrialización y también de una casualidad. En 1824, Joseph Aspdin, buscando una mezcla más resistente para sus obras, calcinó caliza y arcilla en un horno de la cocina. El resultado fue un producto llamado clinker, que luego se muele con yeso. Su resistencia proviene principalmente de la formación de Silicato de Calcio Hidratado (C-S-H), un gel amorfo y muy denso; pero con un punto débil: es rígido y quebradizo.
Las microfisuras son inevitables debido a los esfuerzos, la contracción y los ciclos de carga. Una vez que el agua y agentes agresivos como los cloruros y sulfatos penetran por estas grietas, corroen el acero de refuerzo y degradan la matriz, llevando a la estructura a un declive acelerado. Su vida útil de diseño suele ser de 50 a 100 años, requiriendo costoso y constante mantenimiento (Scrivener et al., 2018).
El Concreto Romano
Primero hay que aclarar que los romanos no contaban con hornos de alta temperatura. Su genialidad fue empírica y práctica. Mezclaban cal viva (CaO) con puzolana, una ceniza volcánica rica en sílice y aluminio. Lo maravilloso de este proceso ocurría al hidratarse. En lugar de solo formar C-S-H, la reacción entre la cal, la puzolana y el agua de mar (en estructuras marítimas) producía una mixtura de minerales cristalinos extremadamente estables, como la estratlingita y, fundamentalmente, tobermorita cristalina y aluminiosa (Jackson et al., 2014).
Estos cristales actúan como una armadura interna a nivel microscópico. Y lo más interesante descubierto en investigaciones recientes, es que el concreto romano no es estático. El constante lavado del agua de mar a través de sus poros no lo daña, ¡lo cura! El agua disuelve lentamente la cal restante, proporcionando los iones de calcio y alcalinidad necesarios para que la puzolana siga reaccionando y formando más minerales selladores de acuerdo con un ensayo del Massachusetts Institute of Technology [MIT], en 2023.
Pero, aunque sabemos que el ambiente salino corroe y daña las estructuras, en este caso, ¿cómo logra “autorepararse” el concreto romano interactuando con el agua de mar? Porque es un material que se autorepara de manera pasiva a lo largo de siglos. No necesitaba acero porque su masa y su diseño estructural (como el uso de arcos y bóvedas en puentes y otras estructuras) distribuían las cargas, y su matriz química era inherentemente resistente a los agentes que hoy nos quitan el sueño pensando en cómo lo hicieron.
El pasado aún enseña
Los ejemplos actuales evidencian su resistencia. La superioridad del principio romano no es solo teórica; se manifiesta en estructuras que hoy son laboratorios de campo. Por ejemplo:
El Puerto de Caesarea Maritima (Israel)
Construido por Herodes el Grande, sus pilotes sumergidos han soportado dos milenios de agitación marina. Mientras que los muelles modernos de concreto adyacentes muestran signos severos de degradación por sulfatos y erosión en pocas décadas, las ruinas romanas permanecen compactas y coherentes. El análisis de sus núcleos muestra capas densas de minerales secundarios formados por la reacción con el agua salada, que sellaron la estructura en lugar de fracturarla (Oleson et al., 2014).
Muros de contención y cimentaciones
En toda Italia, los núcleos de concreto romano extraídos de murallas y cimientos muestran una capacidad de «crecer» con el sustrato, adaptándose a los pequeños movimientos del terreno mediante la autosoldadura de fisuras, un proceso imposible para el rígido Portland (Jackson et al., 2014).
Estos ejemplos son una prueba de concepto validada por el tiempo. La durabilidad extrema requiere una química dinámica, no estática.
El concreto autoreparable que ahora triplica lo Romano
Emular el concreto romano tal cual es inviable; nuestra escala de construcción y necesidad de resistencia inicial rápida son diferentes. Sin embargo, hemos comprendido su principio fundamental: la autoreparación. La ingeniería moderna no busca copiarlo, sino reinterpretarlo y mejorarlo con nanotecnología. El objetivo que en la actualidad se plantea, no es construir para 100 años, sino para 500, 1000 o más.
Veamos cuáles son las estrategias de autoreparación donde superamos a los romanos:
- Microcápsulas: Es un procedimiento donde se incorporan al mezclado diminutas cápsulas de polímero biodegradables con agentes selladores tales como resina epoxi o silicato de sodio. Actúa al formarse una fisura. ¿Cómo? Las cápsulas se rompen y liberan el agente «curador», que se polimeriza al contacto con el aire o el agua, sellando la grieta al instante (White et al., 2001). La respuesta es inmediata y este sistema es mucho más rápido que el lento proceso romano.
- Vascular networks: Esto también es muy novedoso porque crea redes de microtubos huecos dentro del concreto. Es un sistema inspirado en el sistema circulatorio biológico. Periódicamente, se puede bombear un agente de reparación a través de esta red, el cual fluye hacia cualquier fisura, sanándola de manera activa y repetitiva (Toohey et al., 2007). Esto supera la limitación romana de depender de un reactivo finito como la cal. Así, el «sistema inmunológico» puede ser reabastecido.
- Bacterias productoras de caliza: La biotecnología aplicada al concreto. Se incorporan esporas de bacterias (como Bacillus pseudofirmus) y su nutriente (lactato de calcio) al mezclado. Estas esporas permanecen inactivas durante décadas. Cuando el agua penetra por una fisura, hidrata las esporas, las bacterias «despiertan», se alimentan del nutriente y, como producto de desecho, precipitan calcita (CaCO₃), sellando la grieta de manera perfectamente compatible con la matriz (Jonkers, 2011). Es la versión 2.0 del proceso romano: en lugar de una reacción química lenta, usamos microorganismos programados para realizar la misma tarea de forma más eficiente y dirigida.
Conclusiones
El concreto romano demostró que la verdadera durabilidad radica en la capacidad de regeneración activa. Hoy, el concreto autoreparable lleva este principio a nuevas escalas mediante sistemas programados y biológicos que podrían extender la vida útil de estructuras hasta 6000 años, superando ampliamente la legendaria resistencia de las obras romanas.
La lección final es profunda. La construcción sostenible no está necesariamente en nuevos y exóticos materiales, sino en observar la inteligencia de los antiguos y de la naturaleza misma. Al combinar la sabiduría del opus caementicium con el poder de la nano y biotecnología, estamos cerrando un círculo histórico. No solo estamos construyendo infraestructuras; estamos creando legados petrificados, estructuras vivas que respiran y se curan a sí mismas, destinadas a narrar nuestra historia a civilizaciones que aún están por nacer.
Referencias
- Jackson, M. D., Mulcahy, S. R., Chen, H., Li, Y., Li, Q., Cappelletti, P., & Wenk, H.-R. (2014). Phillipsite and Al-tobermorite mineral cements produced through low-temperature water-rock reactions in Roman marine concrete. American Mineralogist, 102(7), 1435–1450. https://doi.org/10.2138/am-2017-5993CCBY
- Jonkers, H. M. (2011). Bacteria-based self-healing concrete. Heron, 56(1/2), 1-12.
- Massachusetts Institute of Technology. (2023, January 6). Riddle solved: Why was Roman concrete so durable? MIT News. https://news.mit.edu/2023/roman-concrete-durability-lime-casts-0106
- Oleson, J. P., Brandon, C., Cramer, S. M., Cucitore, R., Gotti, E., & Hohlfelder, R. L. (2014). The ROMACONS project: a contribution to the historical and engineering analysis of hydraulic concrete in Roman maritime structures. International Journal of Nautical Archaeology, 43(2), 683–688. https://doi.org/10.1111/1095-9270.12069
- Scrivener, K. L., John, V. M., & Gartner, E. M. (2018). Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry. Cement and Concrete Research, 114, 2-26. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.03.015
- Toohey, K. S., Sottos, N. R., Lewis, J. A., Moore, J. S., & White, S. R. (2007). Self-healing materials with microvascular networks. Nature Materials, 6(8), 581–585. https://doi.org/10.1038/nmat1934
- White, S. R., Sottos, N. R., Geubelle, P. H., Moore, J. S., Kessler, M. R., Sriram, S. R., Brown, E. N., & Viswanathan, S. (2001). Autonomic healing of polymer composites. Nature, 409(6822), 794–797. https://doi.org/10.1038/35057232
